Длительное пребывание в космосе меняет не только мировоззрение человека, но и саму анатомию его головы. Исследование, опубликованное в журнале PNAS, показало, что под воздействием микрогравитации мозг систематически смещается назад и вверх, и слегка наклоняется. Чтобы зафиксировать этот эффект, исследователи разделили структуру мозга на 130 отдельных областей и изучили каждую из них.
Во время космического полета мозг человека смещается и поворачивается внутри черепа
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) провели масштабное исследование физиологических изменений, происходящих с мозгом человека за пределами Земли. Команда проанализировала данные МРТ-сканирования 26 астронавтов и 24 участников наземных экспериментов, чтобы выяснить, как микрогравитация влияет на положение мозга в черепной коробке. Выяснилось, что длительные миссии буквально заставляют мозг перемещаться и поворачиваться, причем эти изменения сохраняются в течение многих месяцев после приземления.
Экипаж на борту МКС отмечает День благодарения. Обратите внимание, у всех членов экипажа независимо от пола и комплекции заметна легкая припухлость лица. Это следствие микрогравитации. NASA
Основная причина «всплытия» мозга заключается в перераспределении жидкостей в организме. На Земле гравитация тянет кровь и ликвор (спинномозговую жидкость) вниз, к ногам. В космосе этот механизм перестает работать, и жидкости приливают к голове. Возникающее давление выталкивает мозг вверх. Этот эффект также называют «синдромом одутловатого лица», который часто наблюдается у космонавтов на орбите.
Какое влияние оказывают космические полеты на мозг космонавтов?
У некоторых участников, находившихся на орбите долгое время, смещение тканей достигало 2,52 миллиметра. Такие изменения нельзя назвать локальными: они затрагивают обширные зоны мозга и напрямую связаны с тем, как долго человек находился в условиях низкой гравитации — от коротких двухнедельных полетов до годовых экспедиций.
Стойкий эффект невесомости
Величина смещения положения мозга, с участниками, разбитыми на группы по ~2 недели, ~6 месяцев и ~1 год в пространстве.
Физические изменения в структуре мозга не исчезают сразу после возвращения на Землю. Если чувство равновесия обычно восстанавливается у экипажа в течение первой недели на Земле, анатомические сдвиги фиксировались даже спустя полгода после посадки. Это подчеркивает долгосрочный характер влияния космоса на нейроанатомию. Исследователи обнаружили прямую связь: чем сильнее смещались сенсорные области мозга, тем сложнее астронавтам было координировать свои движения и удерживать баланс после приземления.
Как отмечает соавтор работы Рейчел Сейдлер, изучение этих процессов критически важно для понимания рисков будущих миссий. Она подчеркивает: «Сравнение с наземными экспериментами помогает прояснить, что именно микрогравитация делает с анатомией мозга, и указывает на ограничения существующих методов моделирования».
Ученые настаивают на необходимости дальнейших исследований с участием еще больших групп людей, чтобы точно определить скорость трансформаций мозга и тела при микрогравитации и их влияние на общее состояние здоровья человека при покорении дальнего космоса.